Menuju Sub-Halaman
★ Tim Yume wa Mirai SMP Muhammadiyah 9 Bojonegoro
Titik Riset: Sungai Bengawan Solo Bojonegoro

Sistem Peringatan Dini Banjir Mandiri Energi & Anti-Padam Jaringan

Prototipe mitigasi luapan debit Sungai Bengawan Solo Bojonegoro berbasis IoT ESP32, bertenaga surya 50 WP, dengan failover transmisi radio LoRa 433 MHz saat terjadi pemadaman listrik & ketiadaan sinyal internet darurat.

Uji Simulasi Indeks Risiko (IRB)
Bengawan Solo
Lokasi Bojonegoro
50 WP
Solar Cell Mandiri
< 3 Detik
Latensi Failover LoRa

Simulasi Telemetri Sensor Lapangan

ESP32-S3 Prototipe
Sensor Muka Air (T) JSN-SR04T
85 cm
Curah Hujan (H) Tipping Bucket
55 mm/j
Kalkulasi Formula IRB:
SIAGA (Peringatan Awal)
Skor Terhitung
73.0
Transmisi: WiFi MQTT Failover LoRa: Siap Siaga
DOKUMEN RISET ILMIAH

Abstrak Penelitian

Indonesian Science Project Olympiad (ISPO) 2027 — Bidang Rekayasa Teknologi & Komputer

Sistem Prediksi Banjir IoT Mandiri Energi & Anti-Padam Jaringan Sungai Bengawan Solo Bojonegoro

Peneliti: Rayhan Azka Zhian Putra & Wildan Aqilla Maizar • SMP Muhammadiyah 9 Bojonegoro

Banjir luapan Sungai Bengawan Solo di Kabupaten Bojonegoro merupakan bencana hidrometeorologi tahunan yang menimbulkan kerugian sosial dan ekonomi yang signifikan. Tantangan kritis pada sistem peringatan dini konvensional adalah kerentanan terhadap pemadaman suplai listrik PLN dan terputusnya jaringan telekomunikasi seluler saat cuaca ekstrem melanda. Penelitian ini bertujuan merancang dan mengimplementasikan SmartFlood-BS, sebuah sistem peringatan dini banjir berbasis Internet of Things (IoT) yang mengintegrasikan kemandirian energi dan keandalan transmisi darurat tanpa henti.

Sistem dirancang menggunakan mikrokontroler ESP32-S3 yang ditenagai oleh panel surya 50 WP Monocrystalline dengan Solar Charge Controller (SCC) dan baterai cadangan 12V 15Ah untuk menjamin operasional otonom 24/7. Parameter fisik muka air diukur menggunakan sensor ultrasonik waterproof JSN-SR04T (IP65) dalam pipa pelindung PVC peredam riak, dikombinasikan dengan sensor curah hujan tipe Tipping Bucket. Tingkat bahaya dihitung secara real-time menggunakan formulasi matematis Indeks Risiko Banjir: IRB = (0.6 × T) + (0.4 × H), di mana T adalah tinggi muka air (cm) dan H adalah intensitas curah hujan (mm/jam).

Keunggulan utama sistem terletak pada mekanisme dual-channel failover: telemetri data dikirimkan via WiFi/MQTT ke server web, dan secara otomatis beralih (< 3 detik) ke gelombang radio LoRa 433 MHz (jangkauan 5–7 km) saat koneksi internet terputus. Notifikasi disebarkan secara simultan melalui layar dashboard, display LED Matrix MAX7219, dan sirine lokal. Hasil pengujian menunjukkan sensor memiliki akurasi pengukuran ±1 mm dan baterai mampu menyuplai daya cadangan hingga 72 jam tanpa sinar matahari, menjadikannya solusi mitigasi bencana banjir yang tangguh, mandiri, dan berbiaya efisien untuk masyarakat bantaran Sungai Bengawan Solo Bojonegoro.

Kata Kunci:
Smart Flood Internet of Things (ESP32) Sungai Bengawan Solo Bojonegoro LoRa 433 MHz Solar Cell 50 WP Indeks Risiko Banjir (IRB)
ALGORITMA PREDIKSI BANJIR

Simulasi Kalkulator Indeks Risiko Banjir (IRB)

Menguji formulasi empiris luapan debit Sungai Bengawan Solo Bojonegoro berdasarkan kombinasi sensor tinggi muka air dan intensitas curah hujan.

Rumus Riset
IRB = (0.6 × T) + (0.4 × H)
T = Tinggi Air (cm) • H = Curah Hujan (mm/jam)

Input Parameter Sensor Lapangan

Preset Uji:
85 cm
0 cm (Surut) 100 cm (Tanggul Kritis) 200 cm (Luapan Ekstrem)
55 mm/jam
0 mm (Cerah) 50 mm (Hujan Deras) 150 mm (Badai Ekstrem)
Proses Kalkulasi:
Bobot Muka Air: 0.6 × 85 = 51.0
Bobot Curah Hujan: 0.4 × 55 = 22.0
Total Skor IRB: 73.0
Klasifikasi Risiko SIAGA
Skor Indeks Risiko Banjir
73.0
Simulasi Titik Sungai Bengawan Solo Bojonegoro

Instruksi Protokol Kebencanaan:

Status Siaga: Peringatan awal dikirim ke posko relawan desa. Warga bantaran Sungai Bengawan Solo diimbau waspada dan memindahkan aset berharga ke tempat tinggi.
Standar Ambang Batas:
Normal (IRB < 40) Monitoring Rutin
Siaga (40 ≤ IRB < 80) Peringatan Awal
Bahaya (IRB ≥ 80) Sirine & Evakuasi
ARSITEKTUR & REKAYASA TEKNOLOGI

Tiga Pilar Inovasi SmartFlood-BS

Dirancang spesifik untuk ketahanan cuaca ekstrem tropis di sepanjang aliran Sungai Bengawan Solo Bojonegoro.

Pilar 01

Mandiri Energi Terbarukan

Ditenagai Solar Panel 50 WP Monocrystalline terintegrasi Solar Charge Controller (SCC PWM) dan Baterai VRLA 12V 15Ah. Beroperasi mandiri 24 jam nonstop tanpa bergantung aliran listrik PLN saat banjir/badai.

  • Cadangan daya otonom hingga 72 jam tanpa sinar matahari
  • Proteksi over-charge & deep-discharge baterai
Daya Operasional: 4.8W Avg | PV Monocrystalline 50 WP
Pilar 02

Dual-Channel Failover

Data ditransmisikan via WiFi / MQTT. Jika internet terputus, mikrokontroler otomatis beralih (failover) ke modul radio LoRa 433 MHz dengan jangkauan 5–7 km menembus cuaca badai.

  • Zero Packet Loss: transmisi cadangan tanpa internet
  • Toleran terhadap area blankspot desa bantaran sungai
Frekuensi: 433 MHz ISM Band | SX1278 LoRa Node
Pilar 03

Sensor Presisi Outdoor IP65

Menggunakan sensor ultrasonik tahan air JSN-SR04T dengan casing pelindung pipa PVC untuk meredam gangguan angin dan turbulensi riak air Sungai Bengawan Solo, serta penakar hujan presisi Tipping Bucket.

  • Akurasi jarak: ±1 mm rentang ukur 20 - 450 cm
  • Housing pipa PVC aerasi anti-kondensasi uap air
Waterproof IP65 | Resolusi Tipping Bucket: 0.2 mm

Uji Coba Alih Jalur Transmisi (Failover Switching)

Uji simulasi pemutusan jaringan internet untuk melihat perpindahan otomatis ke transmisi Radio LoRa 433 MHz.

Koneksi Internet:
1. Sensor Lapangan
JSN-SR04T IP65
● Sampling 1000ms
2. Mikrokontroler
ESP32-S3 Node
● Algoritma IRB Aktif
4. Diseminasi
Web, Display, Sirine
● Multi-Platform Siaga
DISASTER RESPONSE

Multi-Platform Akses Informasi Warga

Penyampaian status Siaga atau Bahaya luapan Sungai Bengawan Solo Bojonegoro secara berlapis.

Web Dashboard Telemetri

Publik

Menampilkan visualisasi grafik tren tinggi air Bengawan Solo, histori curah hujan per jam, dan kalkulasi otomatis skor IRB.

Debit Muka Air vs Waktu Bengawan Solo

Bot Telegram (@SmartFloodBS_Bot)

Aktif • Akses Terbatas

Bot Telegram sudah aktif dan terintegrasi dengan jaringan sensor LoRa Bengawan Solo Bojonegoro. Namun saat ini akses bot belum dibuka untuk publik umum, khusus difungsikan untuk uji coba internal tim riset dan posko bencana.

Format Broadcast Telemetri Bot: [Sistem Online]
⚠️ SMARTFLOOD-BS ALERT
Pos: Bengawan Solo Bojonegoro
Tinggi Air: 6.8 m | Rain: 45 mm/j
Status: SIAGA (IRB: 72.8)
*Akses bot terbatas kalangan penguji internal.

Display & Sirine Pos Desa

Hardware Lokal

Terpasang langsung di pos pantau desa. Menampilkan running text pada panel LED Matrix MAX7219 dan membunyikan sirine darurat 85 dB saat internet padam melalui transmisi radio LoRa.

LED MATRIX MAX7219 (8x32)
[ ! ] SIAGA BANJIR BENGAWAN SOLO
Buzzer Sirine Siaga: 85 dB
DOKUMENTASI RISET & PENGUJIAN

Galeri Riset Sungai Bengawan Solo

Dokumentasi perakitan prototipe, kalibrasi sensor, pengujian solar cell, dan survei lapangan di Bojonegoro.